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• Miguel Angel Cárdenas

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PRACTICA No 4 DE LABORATORIO DE ELECTRONICA III “Amplificador de puente versus el amplificador de instrumentación” Jeysson Steven Oyola Alvarado 20092005047 [email protected] Miguel Angel Cardenas 20102005107 [email protected] Harold Stiven Amaya Villamil 20102005081 [email protected]

RESUMEN: En el presente laboratorio se implementa un amplificador inversor con un AO tipo CFA. De esta manera se puede analizar el comportamiento de los CFA en frecuencias de trabajo más altas que los amplificadores tradicionales. También se analiza la respuesta del tipo CFA a las variaciones de la resistencia de realimentación y a su vez los montajes no recomendados.

1. INTRODUCCIÓN Debido a las limitaciones de los amplificadores operacionales tipo VFA se hizo necesario aumentar su ancho de banda, lo que dio paso a los amplificadores tipo Norton, los cuales a diferencia de los VFA que su realimentación está basada en diferencia de potencial, los tipo Norton se realimentan por corriente, lo que significa que se debe limitar esta corriente en las entradas haciendo uso de resistencias, las cuales no eran necesarias en el tipo VFA. A pesar de que el tipo Norton fue capaz de aumentar el ancho de banda, no fue suficiente, por lo que se produjo la aparición del tipo CFA (Current Feedback Amplificator). Este tipo de amplificadores que para lograr gran aumento en el ancho de banda tuvo que reducir su ganancia, haciendo de los CFA una herramienta predilecta para las aplicaciones de alta frecuencia, en las que los otros tipos de amplificadores son inútiles.

2. MARCO TEÓRICO 2.1 Amplificador Operacional Tipo CFA Amplificadores por realimentación por corriente (CFA) Lo visto hasta el momento no tiene nada de novedoso y de hecho, es por la mayoría conocido. Pero debido a que los VFA tienen un producto ganancia por ancho de banda constante, aparecieron en el mercado nuevos amplificadores operacionales, cuya filosofía de diseño es muy diferente, y esto no se cumple, por lo tanto son los adecuados para su uso en alta frecuencia. Son los llamados amplificadores por realimentación por corriente (CFA), el modelo ideal equivalente de estos amplificadores se muestra en la figura 1.

Fig. 1 Modelo Equivalente de un amplificador operacional por realimentación de corriente.

La entrada no inversora es la entrada de un amplificador buffer cuya ganancia es unitaria, mientras que la entrada inversora es la salida del mismo. La entrada no inversora es de alta impedancia y la inversora es de baja, puesto que es la impedancia de salida del buffer. El circuito de salida está formado por un generador de corriente controlado por la corriente de salida del buffer de entrada, cuyo parámetro de control es también unitario. Este generador de corriente tiene por carga la impedancia Zt, llamada transimpedancia del CFA, la que es un parámetro importante y de gran valor en este tipo de operacional, ya que proporciona su ganancia, la tensión

sobre esta impedancia está separada de la carga del CFA por un buffer también de ganancia unitaria, siendo la salida del buffer la salida del operacional. Amplificador inversor con un CFA La figura 2 muestra el amplificador inversor utilizando un CFA. Para calcular su transmitancia se parte de las ecuaciones fundamentales del mismo:

Fig. 2 Modelo de Amplificador Inversor Con CFA

Como:

La tranmitancia del inversor es:

Nótese que en ambos casos si Zt es muy grande las transmitancias son independientes de los parámetros del operacional y con fórmulas idénticas que para el caso de los VFA.

Modelo Del CFA Dependiente De Frecuencia Los CFA tienen respuesta en frecuencia similar a los VFA, es decir como un operacional con un solo polo, en la figura 3 se presenta un modelo que responde a esto:

Fig. 3 Modelo de un CFA Dependiente de la Frecuencia

Se tiene que:

Siendo:

En la figura 4 se presenta la variación de la transimpedancia del CFA con la frecuencia, curva similar a la respuesta en frecuencia de la ganancia a lazo abierto de un VFA.

Fig. 4 Variación de la Trasimpedancia con la Frecuencia de un CFA